光源對機器視覺檢測系統的性能起著重要作用,精確的光學結構設計可以提高捕獲圖像的質量,準確地分離目標和背景信息,不充足的光線會使捕捉到的圖像無法滿足需求,針對不同的檢測對象,不同的形狀光源應運而生。我們來看看最常用的LED光源之一—環形光源。
環形光源,顧名思義,其形狀呈環形,是由高密度LED經結構優化特殊設計陣列而成的,可提供多種不同照射角度、不同顏色的選擇。能夠提供均勻、穩定的光照,其亮度高,安裝方便,讓機器視覺系統能夠更好地捕捉高質量的圖像。
由于環形光源的尺寸、形狀,發光夾角的不同,環形光源大致分為三類,直射環形光源、低角度環形光源、水平光源。以下我們以CCS環形光源為例,來了解環形光源。
01直射環形光
直射環形光是標準的環形光,安裝位置遠離物體,靠近相機,因為光線來自LED元件的直接照射,被測物視野中心可有效地被照亮。
CCS LDR2系列產品圖
LDR2-90構成例
當拍攝鏡頭蓋上的雕刻字體時,如下圖所示,若使用條形照明,則會出現陰影,并且拍攝的字體圖像不那么清楚。而使用直接環形照明,可捕捉明亮的背景,并且被測物上的雕刻字體更清晰,獲得更高對比度的圖像。條形光與直射環形光相比,它與低反射率物體具有更好的兼容性。
條形光源成像
直射環形光源成像
可應用于各種字符識別,外觀檢測,損傷與污垢檢測,二維碼讀取,基板上的零件檢測等。
02低角度環形光
低角度環形光與直射環形光相比,在水平方向上的照射光線更強,安裝時靠近物體,并從四周以低角度照射,可更加突出物體的不平整部分。
CCS FPR系列產品圖
FPR-100構成例
當使用直接環形光進行智能手表玻璃蓋劃痕成像實拍時,當從高角度拍攝成像時,光被反射,手表蓋上的劃痕難以被捕捉到,如果使用低角度拍攝時,可消除眩光,采集的圖像效果好,劃痕清晰可見。如下圖所示。
高角度環形光成像
低角度環形光源成像
可應用于金屬零件的邊緣提取,電子零件的字符識別,基板上的零件檢測,標簽檢測,對準標記成像等。
03水平環形光
水平環光是一種環狀薄光,可從各個方向水平進行照射,需要盡可能安裝在靠近物體的位置,物體的邊緣及平面,可在水平表面獲取物體邊緣及平面上的細微不規則異物。這是用環形低角度光源無法捕捉的優勢。
CCS LDR-LA1產品圖
LDR-146-LA1構成例
拍攝塑料隔板上的回收標記時,當使用低角度環形光源成像時,標記和背景之間的對比度很低,而使用水平環形光源時,成像可實現更高的對比度,標記成像的更加明顯清晰。如下圖所示。
低角度環形光成像
水平環形光源成像
可應用于各種邊緣檢測,金屬表面的刻印、損傷與污垢檢測,晶片上的異物檢測,收縮薄膜的結合部檢測,橡膠的凹凸字符識別等。
此外,環形光源還有一些特殊的產品,例如半環形即弧形光源,高亮環形光源及無影環形光源。實際選擇環形光源時,需要考慮的因素很多,比如所拍攝物體的情況、光源顏色、大小、調光距離、角度等,選擇合適環形光源可提高檢測效果和生產效率。
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